Offre de stage M2 : Etudes préliminaires d’un moniteur de profil transverse pour l’accélérateur linéaire du projet MYRRHA

Le projet MYRRHA (Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications) est un projet de réacteur de recherche initié et piloté par le SCK-CEN (centre d’études nucléaires de Belgique). Il vise à démontrer la faisabilité du concept de réacteur nucléaire piloté par accélérateur ou ADS (Accelerator Driven System), qui permettra d’étudier la transmutation de certains déchets nucléaires dans le but de réduire la durée de vie et le volume de ces déchets.

Le design et la construction d’un accélérateur linéaire de proton multi-megawatt sont en cours à Mol (Belgique) et dans les différents laboratoires partenaires du projet, dont le CNRS est un partenaire majeur. A terme cet accélérateur fournira un faisceau continu de protons à haute intensité (4 mA) et haute énergie (600 MeV), dont l’une des contraintes majeures sera d’atteindre un niveau de fiabilité unique au monde : moins de 10 arrêts non programmés de faisceau de durée supérieure à 3 secondes pendant chaque cycle opératoire de 3 mois. Pour atteindre l’objectif de fiabilité de MYRRHA, il est absolument nécessaire de s’assurer de la bonne qualité du faisceau tout au long de l’accélérateur, en particulier de mesurer la taille du faisceau de protons à différentes positions dans la ligne. Dans le cadre de la collaboration internationale, le LPSC est en charge de fournir un design de référence pour un instrument capable de mesurer les profils transverses d’un faisceau de protons à la fois à bas cycle utile (soit un faisceau de quelques dizaines de µs à un taux de répétition de l’ordre du Hertz) et en fonctionnement nominal (faisceau continu). Cet instrument devra être aussi capable de mesurer le cœur du faisceau ainsi que son halo transverse, impliquant une plage dynamique de mesure supérieure à 4 ordres de grandeur.
Pour atteindre ces buts, il sera nécessaire de combiner plusieurs techniques de mesures du profil, en particulier une mesure destructive avec un profileur à fil (wire scanner) pour la mesure du halo et du profil à bas cycle utile ainsi qu’un profileur dit non-invasif pour les mesures en mode continu, et cela pour des énergies de faisceau allant de 17 à 600 MeV. Pour ce projet multidisciplinaire, il s’agit donc de développer un diagnostic de très hautes performances dont les études pourront être utilisées pour d’autres projets d’accélérateurs hadroniques.


L’objectif du stage proposé est de réaliser les études préliminaires de ce moniteur de profil,
notamment :
– Définir les modes de fonctionnement du wire scanner en estimant la hausse de la température du fil due à l’interaction faisceau matière et les amplitudes de signaux attendus, ainsi que la meilleure méthode de mesure de profil non invasive pour le linac supraconducteur.
– Étudier les effets conduisant à une erreur de mesure, en particulier l’effet de charge d’espace.


Ce stage pourra être poursuivi par une thèse dont le financement est obtenu.


Lieu du stage : Grenoble au LPSC http://lpsc.in2p3.fr/index.php/fr/
Contact : Benjamin Cheymol, LPSC Grenoble, cheymol@lpsc.in2p3.fr